Điện Tử - Kỹ Thuật Số Professional Books part 9

Tham khảo tài liệu điện tử - kỹ thuật số professional books part 9, kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điện Tử - Kỹ Thuật Số Professional Books part 9Cũng cần lưu ý là logic MOS do đều được xây dựng từ các transistor MOSFETnên rất nhạy tĩnh điện, ở phần sau ta sẽ đề cập chi tiết đến vấn đề này. CMOS2.1 Cấu tạoCMOS (Complementary MOS) có cấu tạo kết hợp cả PMOS và NMOS trong cùng1 mạch nhờ đó tận dụng được các thế mạnh của cả 2 loại, nói chung là nhanh hơnđồng thời mất mát năng lượng còn thấp hơn so với khi dùng rời từng loại một. Cấutạo cơ bản nhất của CMOS cũng là một cổng NOT gồm một transistor NMOS vàmột transistor PMOS như hình 1.65Hoạt động của mạch cũng tương tự như ở NMOSKhi ngõ vào (nối chung cực cổng 2 transistor) ở cao thì chỉ có Q1 dẫn mạnh do đóáp ra lấy từ điểm chung của 2 cực máng của 2 transistor sẽ xấp xỉ 0V nên ngõ ra ởthấp.Khi ngõ vào ở thấp Q1 sẽ ngắt còn Q2 dẫn mạnh, áp ra xấp xỉ nguồn, tức ngõ ra ởmức cao.Để ý là khác với cổng NOT của NMOS, ở đây 2 transistor không dẫn cùng một lúcnên không có dòng điện từ nguồn đổ qua 2 transistor xuống mass nhờ đó công suấttiêu tán gần như bằng 0. Tuy nhiên khi 2 transistor đang chuyển mạch và khi có tảithì sẽ có dòng điện chảy qua một hay cả 2 transistor nên khi này công suất tiêu tánlại tăng lên.Trên nguyên tắc cổng đảo, cũng giống như trước bằng cách mắc song song hay nốitiếp thêm transistor ta có thể thực hiện được các cổng logic khác (hình 1.66).Chẳng hạn mắc chồng 2 NMOS và mắc song song 2 PMOS ta được cổng NAND.Còn khi mắc chồng 2 PMOS và mắc song song 2 NMOS ta được cổng NOR.2.2 Phân loạiCó nhiều loại IC logic CMOS với cách đóng vỏ (package) và chân ra giống nhưcác IC loại TTL. Các IC có quy mô tích hợp nhỏ SSI vỏ DIP (dual inline package):với hai hàng chân thẳng hàng 14 hay 16 được dùng phổ biến. CMOS cũ họ 4000, 4500Hãng RCA của Mỹ đã cho ra đời loại CMOS đầu tiên lấy tên CD4000A. Về sauRCA có cải tiến để cho ra loạt CD4000B có thêm tầng đệm ra, sau này hãng lại bổsung thêm loạt CD4500, CD4700.Hãng Motorola (Mỹ) sau đó cũng cho ra loạt CMOS MC14000, MC14000B,MC14500 tương thích với sản phẩm cũ của RCA.Đặc điểm chung của loạt này là :  Điện áp nguồn cung cấp từ 3V đến 18V mà thường nhất là từ 5 đến 15 V.  Chúng có công suất tiêu hao nhỏ  Riêng loại 4000B do có thêm tầng đệm ra nên dòng ra lớn hơn, kháng nhiễu tốt hơn mà tốc độ cũng nhanh hơn loại 4000A trước đó.  Tuy nhiên các loại trên về tốc độ thì tỏ ra khá chậm chạp và dòng cũng nhỏ hơn nhiều so với các loại TTL và CMOS khác. Chính vì vậy chúng không được sử dụng rộng rãi ở các thiết kế hiện đại. Loại 74CXXĐây là loại CMOS được sản xuất ra để tương thích với các loại TTL về nhiều mặtnhư chức năng, chân ra nhưng khoản nguồn nuôi thì rộng hơn. Các đặc tính củaloại này tốt hơn loại CMOS trước đó một chút tuy nhiên nó lại ít được sử dụng dođã có nhiều loại CMOS sau đó thay thế loại CMOS tốc độ cao 74HCXX và74HCTXX. Đây là 2 loại CMOS được phát triển từ 74CXX.74HCXX có dòng ra lớn và tốc độ nhanh hơn hẳn 74CXX, tốc độ của nó tươngđương với loại 74LSXX, nhưng công suất tiêu tán thì thấp hơn. Nguồn cho nó là từ2V đến 6V.Còn 74HCTXX chính là 74HCXX nhưng tương thích với TTL nhiều hơn nhưnguồn vào gần giống TTL : 4,5V đến 5,5V. Do đó 74HCTXX có thể thay thế trựctiếp cho 74LSXX và giao tiếp với các loại TTL rất bình thường.Ngày nay 74HC và 74HCT trở thành loại CMOS hay dùng nhất mà lại có thể thaythế trực tiếp cho loại TTL thông dụng.Loại CMOS tiên tiến 74AC, 74ACTLoại này được chế tạo ra có nhiều cải tiến cũng giống như bên TTL, nó sẽ hơn hẳncác loại trước đó nhưng việc sử dụng còn hạn chế cũng vẫn ở lí do giá thành còncao.Chẳng hạn cấu trúc mạch và chân ra được sắp xếp hợp lí giúp giảm những ảnhhưởng giữa các đường tín hiệu vào ra do đó chân ra của 2 loại này khác với chân racủa TTL.Kháng nhiễu, trì hoãn truyền, tốc độ đồng hồ tối đa đều hơn hẳn loại 74HC,74HCT.Kí hiệu của chúng hơi khác một chút như 74AC11004 là tương ứng với 74HC04.74ACT11293 là tương ứng với 74HCT293.Loại CMOS tốc độ cao FACTĐây là sản phẩm của hãng Fairchild, loại này có tính năng trội hơn các sản phẩmtương ứng đã có.Loại CMOS tốc độ cao tiên tiến 74AHC, 74AHCTĐây là sản phẩm mới đã có những cải tiến từ loại 74HC và 74HCT, chúng tậndụng được cả 2 ưu điểm lớn nhất của TTL là tốc độ cao và của CMOS là tiêu tánthấp do đó có thể thay thế trực tiếp cho 74HC và 74HCT.Bảng sau cho phép so sánh công suất tiêu tán và trì hoãn truyền của các loại TTLvà CMOS ở nguồn cấp điện 5V.Ngoài các loại trên công nghệ CMOS cũng phát triển một số loại mới gồm: BiCMOSĐây là sản phẩm kết hợp công nghệ lưỡng cực TTL với công nghệ CMOS nhờ đótận dụng được cả 2 ưu điểm của 2 cộng nghệ là tốc độ nhanh và công suất tiêu tánthấp. Nó giảm được 75% công suất tiêu tán so với loại 74F trong lúc vẫn giữ đượctốc độ và đặc điểm điều khiển tương đương. Nó cũng có chân ra tương thích vớiTTL và hoạt động ở áp nguồn 5V. Tuy nhiê ...